Конструкции и технологии модулей IGBT прошли длительный путь развития и в настоящее время определяют уровень техники в области энергетики, транспорта, промышленности, быта и спецтехники. Отечественные производители в силу ряда обстоятельств выпускают 2-е поколение модулей, в то время как ведущие зарубежные производители освоили поколение 7+ и в значительной мере переходят с кремния на карбид кремния и нитрид галлия. Целью статьи является систематизация сведений по модулям и анализ их конструктивнотехнологических особенностей. Литература [1–6] приводит данные по областям применения разного типа модулей, в [7–10] даны сведения по основным зарубежным производителям. Библиография [11–15] рассматривает способы минимизации теплового сопротивления и индуктивности разводки, способы повышения циклостойкости, в то время как [16–21] анализируют модификации модулей разных типов.
Номенклатура и виды модулей IGBT (далее – модулей) весьма многочисленны из-за разнообразных фирменных названий, и могут как совпадать по конструкции и параметров, так и различаться по основным конструктивно-технологическим решениям. Всю номенклатуру модулей целесообразно разделить на две большие группы:
– малогабаритные модули на токи до 150 А;
– средние и сильнотоковые с токами более 150 А.
Для малогабаритных модулей характерны следующие тенденции:
– напряжение не выше 1700 В;
– высокая степень интеграции с большим количеством ключей;
– тенденция к интеграции с драйверами, наличие внутренних датчиков температуры, тока (интеллектуальные модули).
Характерные конструктивно-технологические особенности:
– технология «кристалл на рамке», либо традиционная сборка и разводка кристаллов и многоштыревой системой верхних внешних выводов;
– монтаж кристаллов и изолирующей керамики с использованием пайки, реже с прижимом подложки к охладителю (Semikron);
– пластмассовый корпус.
Для средних и сильнотоковых модулей характерны следующие тенденции: